DE1061720B - Verfahren und Vorrichtung zum Verspannen oder Entspannen von aufeinandergesetzten Statorraedern im Bohrturbinengehaeuse bei deren Ein- bzw. Ausbau - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNAT. KL. E 21 b

AUSLEGESCHRIFT 1061720

T 14928 VI/5a

ANMELDETAG: 28.MÄRZ1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23. JULI 1959

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Verspannen oder Entspannen von aufeinandergesetzten Statorrädern im Bohrturbinengehäuse bei deren Ein- bzw. Ausbau.

Infolge der schnellen Abnutzung gewisser Elemente der heutzutage verwendeten Bohrturbinen ist häufig ein Auseinandernehmen bzw. Wiederzusammenbauen derselben erforderlich. Dadurch entstehen Kosten, die die Gestehungskosten des Tiefbohrens beträchtlich und ungünstig beeinflussen.

Zum Auseinandernehmen bzw. Wiederzusammenbauen der meisten bisher zum Einsatz gekommenen Bohrturbinen ist es erforderlich, über eine besonders ausgerüstete Werkstatt zu verfügen. Zum Beispiel müssen besondere und sperrige Bänke sowie Vorrichtungen, wie Schraubenschlüssel oder -backen, mit Drehmomentmessern usw. vorgesehen sein.

Die Montiervorrichtungen, mit welchen die aufeinandergesetzten Stator- bzw. Rotorteile der Turbine mittels aufgeschraubter Gewindeteile blockiert werden, ziehen eine unzulässige Beanspruchung und sogar die Beschädigung der Gewinde nach sich.

Bei den Blockiervorrichtungen, mit welchen die aufeinandergesetzten Statorteile unter eine vorherige Vorspannung gesetzt werden, entsteht die Schwierigkeit, die dafür nötigen Werkzeuge auf dem Außenkörper der Turbine zu befestigen.

Infolgedessen ist man gezwungen, sperrige Spanneinrichtungen herzustellen, die außerdem den Nachteil haben, daß der Turbinenkörper selbst bei der Montage nicht vorgespannt wird, da diese Spannvorrichtungen lediglich einen Druck auf die aufeinandergesetzten Statorteile ausüben, oder aber man muß schwere und umständliche Vorrichtungen, wie Widerlager bildende Ringe bzw. Schellen oder Teile benutzen, die mit auf dem äußeren Turbinenkörper befestigten Keilen zusammenwirken, wodurch in dem Turbinengehäuse Drücke verursacht werden, die sich auf die Montage selbst nachteilig auswirken können. Die Anbringung und Einstellung solcher Vorrichtungen bietet auch Schwierigkeiten, wenn der Turbinenkörper Abnutzungen aufweist, die in seinem Durchmesser mehrere Millimeter betragen können, da einzelne dieser Haltevorrichtungen nur in verhältnismäßig engen Toleranzgrenzen einstellbar sind.

Wesentliche Schwierigkeiten bestehen auch darin, daß man in der Lage sein muß, das Axialspiel innerhalb der Turbine nachzustellen. Bisher wurde dieses Problem dadurch gelöst, daß zylindrische Gewinde benutzt wurden, die als Winde dienten, wobei das Verspannen der aufeinandergesetzten Statorteile durch ein mehr oder weniger genaues Blockieren dieses zylindrischen Gewindes, d. h. durch ein Verspannen bei einem mehr oder weniger hohen und bestimmten Dreh-Verfahren und Vorrichtung

zum Verspannen oder Entspannen

von aufeinandergesetzten Statorrädern

im Bohrturbinengehäuse
bei deren Ein- bzw. Ausbau

Anmelder:

Wladimir Tiraspolsky,

Issy-les-Moulineaux, Seine,

Roger Francois Rouviere,

Aureilhan, Hautes Pyrenees,

und Jean Chare, Tarbes, Hautes Pyrenees

(Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. J. Buschhoff, Patentanwalt,
Köln, Kaiser-Wilhelm-Ring 24

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 4. April 1957

3°

Wladimir Tiraspolsky, Issy-les-Moulineaux, Seine,

Roger Francois Rouviere, Aureilhan, Hautes Pyrenees,

und Jean Chare, Tarbes, Hautes Pyrenees (Frankreich),

sind als Erfinder genannt worden

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moment erzielt wurde. Durch Anziehen oder Nachlassen dieser Gewinde konnte dabei das Axialspiel innerhalb der Turbine nachgestellt werden.

Das Vorhandensein zylindrischer Gewinde im Turbinengehäuse schwächt aber an der betreffenden Stelle die Baueinheit und verringert auch die Steifigkeit derselben, im Gegensatz zu konischen Gewinden, die, wenn sie unter der in der Erdöltechnik üblichen Bean-

spruchung fest angezogen und so blockiert werden, Baueinheiten herzustellen gestatten, in welchen die Gewinde keine schwachen Stellen mehr bilden. Im Gegensatz zu zylindrischen Gewinden, die sich leichter lösen, widersetzen sich, wie bekannt, konische Gewinde

dem Lösen auch bei beträchtlichen, dahin wirkenden Kräften. Mit den konischen Gewinden, die an mindestens einem Ende einen Anschlag aufweisen, bis zu dem sie angezogen werden, und die in den Bohreinrichtungen nunmehr stets benutzt werden, kann aber das vorerwähnte innere Axialspiel nicht eingestellt werden.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verspannen oder Entspannen von aufeinandergesetzten Statorrädern im Bohrturbinengehäuse bei deren Ein- bzw. Ausbau zu schaffen (auch für die Fälle, bei welchen die sämtlichen äußeren Gewinde od. dgl., die die Steifigkeit und die Einheitlichkeit des Turbinenkörpers gewährleisten, blockiert sind und infolgedessen, wenn gewünscht, aus konischen Gewinden bestehen können), die gestatten, die Kompression der äußeren aufeinandergesetzten (vornehmlich Stator-) Teile zu erzielen sowie gleichzeitig die Vorspannung des Spanngliedes (d. h. des Turbinengehäuses oder der dieses bildenden aufeinandergesetzten Elemente) und die Blockierung der Elemente der Baueinheit im für die aufeinandergesetzten Teile zusammengepreßten und für den Körper vorgespannten Zustand, und zwar mittels kleinerer lösbarer und leicht transportierbarer Werkzeuge, so daß die Verschleißteile einer Turbine auf der Baustelle selbst ersetzt werden können.

Selbstverständlich kann die gleiche Vorrichtung vorteilhaft zur Montage und Demontage der axialen (meistens Rotor-) Teile der gleichen Turbinen dienen.

Das Verfahren zum A^erspannen oder Entspannen von aufeinandergesetzten Statorrädern im Bohrturbinengehäuse bei deren Ein- bzw. Ausbau ist nach der Erfindung durch die Verwendung einer mit ihrem Zylinder auf das Turbinengehäuse aufschraubbaren, vorzugsweise hydraulischen Spannvorrichtung gekennzeichnet, durch deren auf die Statorräder sich abstützenden Kolben die Statorräder zusammengepreßt werden, worauf eine in zylindrisches Innengewinde des Gehäuses eingreifende hülsenartige Spannmutter angezogen bzw. gelöst und danach die Spannvorrichtung entfernt wird.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann der Kolben durch eine zylindrische, das Ende der Turbinenwelle umfassende Schubhülse verlängert sein, die sich auf das letzte der aufeinandergesetzten Statorräder oder auf einen dazwischenliegenden Lagerring oder Abstützring abstützt.

Zweckmäßig ist zwischen dem Spannzylinder und der Schubhülse eine von außen zugängliche drehbare Mitnehmermuffe vorgesehen, die durch Verbindungslappen in die Spannmutter eingreift.

Der Zylinder weist im allgemeinen seitliche Durchlaßbohrungen auf, durch welche ein Werkzeug zum Drehen der Mitnehmermuffe und somit zum Verschrauben der Spannmutter für die im vorgespannten Zustand befindlichen aufeinandergesetzten Rotorräder hindurchsteckbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also darin, zwei relativ bewegliche Teile einer Spannvorrichtung od. dgl. wirken zu lassen, wovon der eine Teil auf dem Turbinengehäuse oder auf einen mit diesem Körper verbundenen Teil aufgeschraubt wird, während sich der andere Teil auf die zusammenzudrückenden aufeinandergesetzten Teile anlegt, um auf diese Weise die Zusammenpressung der aufeinandergesetzten Teile und gleichzeitig die Vorspannung des Gehäuses zu bewirken, dann die Turbinenteile in der Stellung zu blockieren, die sie unter dem Einfluß der Spannvorrichtung eingenommen haben, und nach;' 'erfolgter Blockierung die Spannvorrichtung von der-iTuf-bine zu trennen.

Das Gewinde, auf welches sich die Spannvorrichtung abstützt, kann entweder auf dem Turbinengehäuse, sofern letzteres mit einer Anschlagschulter der aufeinandergesetzten Statorteile versehen ist, oder auf einer das Turbinengehäuse abdeckenden, eine Schulter bildenden Hülse im Fall eines innenseitig rohrförmigen

ίο Turbinengehäuses vorgesehen sein.

Der den Druck von der Schubhülse aufnehmende Endteil der aufeinandergesetzten Teile kann z. B. die obere verstärkte Fläche eines Zwischenlagers sein, welches am oberen Ende der aufeinandergesetzten Teile aufgesetzt ist und durch ein Axiallager, einen Spezialring od. dgl. gebildet sein.

Das Blockieren der aufeinandergesetzten Statorteile (und gegebenenfalls der Rotorteile im Fall eines gleichzeitigen Zusammenpressen, falls diese gleichzeitig zusammengepreßt werden) kann auf beliebige Weise bewirkt werden, z. B. durch Aufschrauben einer gegebenenfalls einer Schraubmuffe zugeordneten Mutter durch Anbringen eines geeigneten Ringes oder Keiles od. dgl.

Es ist selbstverständlich, daß durch die Verwendung einer derartigen Spannvorrichtung, die ohne weiteres auf dem Turbinengehäuse lösbar befestigt werden kann, das Zusammenpressen bzw. Vorspannen der aufeinandergesetzten Teile und infolgedessen die Montage der Turbine bequem und schnell vorgenommen werden kann, ohne umständliche Vorrichtungen zu verwenden und ohne die Notwendigkeit, die Turbine in die Werkstatt schaffen zu müssen.

In der Zeichnung sind schematisch zwei beispielsweise Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht einer Turbine mit stirnseitigem Drucklager, mit einer hydraulischen Spannvorrichtung im senkrechten Schnitt und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Schubhülse der Spannvorrichtung sich an einem speziellen, einem Drucklager zugeordneten Ring abstützt.

In Fig. 1 ist mit 1 die Turbinenwelle bezeichnet, die an ihrem oberen Ende Muttern und Gegenmuttern 2, 3 und 4 sowie einen Ring 5 trägt, der auf einer Hülse eines Zwischenlagers sitzt, die sich am oberen Ende der aufeinandergesetzten Teile befindet. Am Ende des Turbinengehäuses 7 ist eine mit einem Gewinde versehene Anschlußhülse 8 aufgeschraubt. Mit 9 ist der Körper des Zwischenlagers bezeichnet, welches das obere Ende der aufeinandergesetzten Statorteile der Turbine bildet und welches Rippen 10 aufweist, deren Zweck nachstehend noch erläutert wird.

Ein Feststellring 11 liegt an der oberen Kante des Lagerkörpers 9.

Erfindungsgemäß wird bei der Montage das Zusammenpressen der aufeinandergesetzten Statorteile dadurch bewirkt, daß auf das Endgewinde 12 der Hülse 8 der Körper einer Spannvorrichtung 13 aufgeschraubt wird. Dieser Körper besteht aus einem Zylinder 14, in welchen eine Zuleitung 15 für das Druckmittel mündet. Der in dem Zylinder 14 gleitende Kolben 16 trägt eine zylindrische Schubhülse 17, deren untere Kante sich auf die Rippen 10 des Lagerkörpers 9 abstützt.

Eine Feststellhülse 18, die mit ihrer unteren Kante auf dem Feststellring 11 aufliegt, ist bei 19 in einem inneren Gewinde der Hülse 8 verschraubt. Diese Hülse 18 gehört zu den Bestandteilen der Turbine.

Erfindungsgemäß ist eine Hilfs- bzw. Mitnehmerhülse 20 vorgesehen, die sich innerhalb des Spannvorrichtungskörpers 13, jedoch außerhalb des Zylinders 14 befindet, gegenüber welcher er sich frei drehen kann. Diese Hülse 20 ist mittels Zapfen 21 mit der Feststellhülse 18 drehfest, jedoch lösbar verbunden. Im Bereich ihres oberen Teiles weist die Hülse 20 Löcher 22 zum Hindurchstecken eines Domes auf, welcher durch Ausnehmungen des Spannvorrichtungskörpers 23 zum Fest- bzw. Losschrauben der Feststellhülse 18 hindurchgesteckt werden kann.

Um die Turbine zusammenzubauen, wird der Spannvorrichtungskörper 13 auf die Hülse 8 aufgeschraubt, worauf das flüssige Druckmittel in den Zylinder 14 eingelassen wird. Die Schubhülse 17, die sich auf den Rippen 10 des Zwischenlagers 9 abstützt, preßt dabei die aufeinandergesetzten Statorteile der Turbine zusammen und setzt gleichzeitig infolge der sich aus dem auf den Spannvorrichtungskörper ausgeübten Druck ergebenden Rückwirkung das Gehäuse 7 unter Spannung.

Nachdem die Teile zusammengepreßt sind, genügt es, das Blockieren zu bewirken, wozu die Hülse 18 mittels 'der Mitnehmerhülse 20 festgeschraubt wird. Alsdann wird der Druck abgebaut, die Spannvorrichtung abgeschraubt und die Mitnehmerhülse20 entfernt. Diese Maßnahme ist also höchst einfach und kann in besonders kurzer Zeit durchgeführt werden. Das Gewinde 19 kann auch nicht beschädigt werden, da es nur zum Blockieren, nicht zum Vorspannen dient.

Um die Turbine auseinanderzunehmen, kann entsprechend verfahren werden, wobei wiederum das Gewinde 19 geschont wird.

In Fig. 2 sind die gleichen Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In diesem Fall befindet sich am oberen Ende der aufeinandergesetzten Teile ein Auflagesitzring 24, über welchem ein Spezialring 25 und die Feststellmutter 11 angeordnet sind. Der Ring besitzt Rippen 26, an welche, wie gezeigt, die Schubhülse 17 der Spannvorrichtung sich mit ihrer unteren Kante abstützt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verspannen oder Entspannen von aufeinandergesetzten Statorrädern im Bohrturbinengehäuse bei deren Ein- bzw. Ausbau, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit ihrem Zylinder (13) auf das Turbinengehäuse (7,8) aufschraubbaren, vorzugsweise hydraulischen Spannvorrichtung, durch deren auf die Statorräder sich abstützenden Kolben (16) die Statorräder zusammengepreßt werden, worauf eine in zylindrisches Innengewinde (19) des Gehäuses eingreifende hülsenartige Spannmutter (18) angezogen bzw. gelöst wird und danach die Spannvorrichtung entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) durch eine zylindrische, das Ende der Turbinenwelle umfassende Schubhülse verlängert ist, die sich auf das letzte der aufeinandergesetzten Statorräder oder auf einen dazwischenliegenden Lagerring oder Abstützring (11, 25) abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannzylinder (13) und der Schubhülse (17) eine von außen zugängliche drehbare Mitnehmermuffe (20) vorgesehen ist, die durch Verbindungslappen (21) in die Spannmutter (18) eingreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (13) seitliche Durchlaßbohrungen (23) aufweist, durch welche ein Werkzeug zum Drehen der Mitnehmermuffe und somit zum Verschrauben der Spannmutter (18) für die im vorgespannten Zustand befindlichen aufeinandergesetzten Statorräder hindurchsteckbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 909 578/63 7.59